Как ограничить максимальное напряжение, когда оно слишком высокое на 0,1 В, а контроллер устройства жалуется?

Я построил модернизированный литий-ионный аккумулятор для скутера, который изначально работал на двух 12-вольтовых батареях SLA, соединенных последовательно. Я измерил напряжение оригинального зарядного устройства SLA во время фазы CV, и оно составило 29,3 В. Поэтому я собрал блок 7С4П, учитывая, что его напряжение заряда 29,4В всего на 0,1В выше.

Проблема в том, что после полной зарядки Li-Ion, когда я включаю скутер, он издает звуковой сигнал с кодом ошибки, который соответствует «ошибке напряжения» в руководстве. Я измерил напряжение батареи, и оно было 29,35 В.

Дело в том, что это так близко к рабочему диапазону скутера. На самом деле, если я включу скутер и БЫСТРО начну движение, двигатель включится до того, как появится предупреждение о напряжении, и я смогу нормально двигаться (нагрузка достаточно снижает напряжение), и если я затем продолжу движение в течение немного времени, чтобы снять это верхнее напряжение с батарей, и они упадут примерно до 29,3 В, тогда все в порядке. (Если я остановлюсь слишком рано, напряжение снова подскочит до 29,35 В, сработает аварийный сигнал напряжения и скутер отключится.) Похоже, что контроллер мотора имеет особенно чувствительный верхний диапазон напряжения, поскольку батареи SLA действительно показывают около 29,3 В после полный заряд, но 29,35 В достаточно, чтобы он решил, что напряжение выходит за пределы допустимого диапазона.

Я рассматривал эти варианты, но я в недоумении, какой из вариантов будет проще всего реализовать, будет самым безопасным с наименьшими потерями неэффективности или просто тем, что вообще практически сработает.

  1. Поместите резистор последовательно с клеммами батареи, чтобы при полном заряде он выдавал только 29,3 В, а 0,1 В поглощалось резистором. Некоторые из резисторов, используемых для шунтирования тока, могут работать. Проблема в том, что, поскольку скутер использует одни и те же провода для зарядки и разрядки, похоже, это повлияет на зарядку , поскольку зарядное устройство не обнаружит 29,4 В, ожидаемых в конце зарядки, и приведет к перезарядке аккумуляторов ( очень плохо).

  2. Ограничьте зарядное напряжение до 29,3 В. Резистор, включенный последовательно, будет иметь ту же проблему, что и № 1, с зарядным устройством, обнаруживающим окончание заряда. Использование настольного источника питания сработает, но это в лучшем случае неудобно, и я не нашел хороших зарядных устройств для литий-ионных аккумуляторов, которые бы обеспечивали такую ​​изменчивость зарядного напряжения. Кроме того, ограничение заряда до 29,3 В может привести к некоторой потере емкости — я не уверен, что сделают батареи, если вы переключитесь на CC при более низком напряжении, чем типичное максимальное напряжение, если вы продолжите зарядку при более низком напряжении с уменьшением тока, не так ли? напряжение на аккумуляторе подскочило до 29,4В?

  3. Как-то доработать контроллер скутера. Это, наверное, худший вариант, так как потребовалось бы много всего (выяснение того, как запрограммировать контроллер и т. д.), что, вероятно, слишком много усилий для всего этого.

Особенно раздражает, что контроллер скутера ограничивает это обновление. Я знаю, что батареи SLA на самом деле можно заряжать до 2,5 В (особенно при более низких температурах), поэтому установка такого строгого верхнего предела напряжения кажется немного «чрезмерной осторожностью».

Что я должен делать?

Пожалуйста не делай этого. Есть так много вещей , которые могут пойти не так, если вставить блок литиевых батарей в устройство, которое ожидает свинцово-кислотную батарею, и многие из них заканчиваются разрушением батареи, устройства или оператора.
Диоды высокой мощности. Подходит для падения от 0,75 В до 1,5 В в зависимости от типа

Ответы (1)

Дополнительные 0,1 В или около того представляют минимальную энергию в батарее.
Шунтовой стабилизатор с относительно низким током, применяемый, КОГДА АККУМУЛЯТОР НЕ ЗАРЯЖЕН*, может использоваться для снижения напряжения аккумулятора.

Зенеры имеют слишком округлое «колено» для этой задачи и будут заметно расходовать емкость батареи без необходимости. Шунтовой регулятор с ограничением по току, использующий прецизионный шунтирующий регулятор IC, удовлетворит эту потребность.

Очень дешевым решением является регулятор зажима TL431 / «регулируемый стабилитрон», управляющий транзистором с последовательным нагрузочным резистором для ограничения тока.

Только пример:

R!, R2 управляют напряжением включения TL431.
ZD2 зажимает вентиль M1 до безопасного максимального значения.
M1 + Rload действует как шунтирующая нагрузка.

Рис не является обязательным. При оснащении это небольшое значение R, такое что
V = IR = I_RLoad x Rhyst составляет, скажем, от 0,05 до 0,1 В. Когда Vin повышается до уровня, который включает ZD1, напряжение на Rhyst изменяется от 0 до, скажем, 0,1 В, что добавляет к напряжение на делителе R2+R1, увеличивая кажущееся значение Vin. Таким образом, Vin должен упасть несколько ниже первоначального значения Vtrip, прежде чем M1 отключится. Это приводит к тому, что M1 полностью включен или полностью выключен, а не находится в частично резистивном состоянии. Это означает, что ток фиксации определяется соотношением I = V/R = Vin/Rload и что M1 рассеивает минимальную мощность во включенном состоянии.

Измерьте мощность Rload в соответствии с вашими потребностями.

*Если ток нагрузки через Rload достаточно мал, цепь может работать во время зарядки.

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab